Porównując właściwości PTFE i innych tworzyw sztucznych, w artykule wskazano problemy związane z zastosowaniem PTFE w budowie maszyn oraz przedstawiono zmodyfikowany PTFE wypełniony PTFE w prowadnicach ślizgowych, elementach ciernych, uszczelkach, elementach antykorozyjnych, materiałach konstrukcyjnych, maszynach rolniczych materiałów i innych zastosowań oraz perspektywy nowych zastosowań maszyn.Porównując właściwości PTFE i innych tworzyw sztucznych, w artykule wskazano problemy związane z zastosowaniem PTFE w budowie maszyn oraz przedstawiono zmodyfikowany PTFE wypełniony PTFE w prowadnicach ślizgowych, elementach ciernych, uszczelkach, elementach antykorozyjnych, materiałach konstrukcyjnych, maszynach rolniczych materiałów i innych zastosowań oraz perspektywy nowych zastosowań maszyn.

Porównując właściwości PTFE i innych tworzyw sztucznych, w artykule wskazano problemy związane z zastosowaniem PTFE w budowie maszyn oraz przedstawionomodyfikowany PTFEwypełnione przesuwnymi szynami prowadzącymi, częściami ciernymi, uszczelkami, częściami antykorozyjnymi, materiałami konstrukcyjnymi, materiałami do maszyn rolniczych i innymi zastosowaniami oraz perspektywami nowych zastosowań maszyn.

Żywica PTFE została po raz pierwszy opracowana przez amerykańskiego chemika dr Plunketa w 1938 r., a produkcję przemysłową zaczęto wprowadzać za granicą w latach pięćdziesiątych XX wieku.w moim kraju oficjalnie wprowadzono produkcję w latach 60.PTFE jest powszechnie znany jako „król tworzyw sztucznych” i jest szeroko stosowany w różnych aspektach ze względu na swoje unikalne właściwości.Ma odporność na wysoką temperaturę, nieutlenianie, nierozpuszczalność, szczególnie dobrą stabilność chemiczną i wyjątkowo doskonałe właściwości dielektryczne, co czyni go jednym z niezbędnych ważnych materiałów dla prawie wszystkich sektorów przemysłu, głównie w przemyśle chemicznym i mechanicznym.

1. Samosmarność

Współczynnik tarcia PTFE jest mniejszy niż w przypadku innych tworzyw konstrukcyjnych.Jest to najniższy współczynnik tarcia spośród znanych praktycznych materiałów powierzchni ślizgowych.Jest idealnym materiałem smarującym.

2. Odporność chemiczna

Ponieważ PTFE w swojej strukturze molekularnej i wysokiej krystalizacji nie posiada podwójnych wiązań i rozgałęzionych łańcuchów, posiada doskonałą odporność chemiczną i jest najlepszym spośród znanych tworzyw konstrukcyjnych.Nie wchodzi w interakcje ze stężonymi kwasami, rozcieńczonymi kwasami, stężonymi zasadami i silnymi utleniaczami nawet w środowiskach o wysokiej temperaturze.Nie ulegnie korozji nawet po ugotowaniu i nie ma wpływu na większość rozpuszczalników, takich jak alkohole i ketony.

3. Absorpcja wody

PTFE ma bardzo niski współczynnik absorpcji wody, porównywalny z UHMWPE i nie pęcznieje w wodzie.

4. Szeroki zakres wysokiej i niskiej temperatury

PTFE można stosować w sposób ciągły przez długi czas w zakresie od 200% do 260%.Nawet w niskiej temperaturze 200 ℃ nie jest kruchy i może zachować pewien stopień elastyczności.

5. Nieklejący się

PTFE jest obecnie materiałem stałym o najmniejszej energii powierzchniowej.Napięcie powierzchniowe wynosi tylko 0,019 N/m.Prawie wszystkie materiały stałe nie mogą przylegać do jego powierzchni.

6. Odporność na zużycie

Czysty teflon nie jest zbyt odporny na zużycie, ale dodatek różnych wypełniaczy do teflonu radykalnie poprawia odporność na zużycie i jest bardziej odporny na zużycie niż niektóre materiały powszechnie stosowane na części cierne (takie jak żeliwo i miedź).

7. Higieniczny i nietoksyczny

PTFE jest higieniczny i nietoksyczny, spełnia normy higieniczne i może mieć kontakt z żywnością i lekami.

8. Doskonała izolacja elektryczna

PTFE jest materiałem wysoce niepolarnym o doskonałych właściwościach dielektrycznych, jego napięcie przebicia wynosi 25-40 KV/mm;opór jest niezwykle duży, a opór właściwy objętościowo jest nadal tak wysoki, jak 1061 ~ przy 200.

9. Całkowicie niepalny

Temperatura topnienia PTFE wynosi 327, czyli jest wyższa niż w przypadku innych ogólnych polimerów.Przy 260% jego wytrzymałość na zerwanie pozostaje na poziomie 5 MPa (około 1/5 temperatury pokojowej), a wytrzymałość na zginanie sięga 1,4 MPa.Ma niezwykle cenną niepalność, jego ograniczony indeks tlenowy wynosi powyżej 95, można go stopić jedynie w płomieniu, nie tworzą się kropelki, a ostatecznie ulega jedynie zwęgleniu.

10. Doskonała odporność na starzenie i odporność na promieniowanie

PTFE jest nie tylko stabilny wymiarowo w niskich i wysokich temperaturach, ale także nie zmienia swoich parametrów w trudnych warunkach, nie jest atakowany przez mikroorganizmy w stanie wilgotnym i zapewnia wysoką ochronę przed różnymi rodzajami promieniowania.

11. Inne właściwości

PTFE ma niską twardość i miękką konsystencję, ma zdolność pochłaniania i zatrzymywania ciał obcych, jest łatwy w obróbce.

1. Cel i sposób modyfikacji

Chociaż PTFE ma wiele doskonałych właściwości, ma również wiele wad.W porównaniu z innymi tworzywami konstrukcyjnymi jego właściwości mechaniczne nie są zbyt dobre;współczynnik rozszerzalności liniowej jest duży;stopień skurczu przy formowaniu jest duży, a przetwarzanie wtórne jest trudne;twardość jest niska, a odporność na zużycie słaba;słaba odporność na pełzanie, łatwe płynięcie na zimno;słaba przewodność cieplna i wyższe ceny.Wady te ograniczają w pewnym stopniu jego szerokie zastosowanie.Celem modyfikacji jest poprawa właściwości mechanicznych;poprawić odporność na zużycie;zmniejszyć rozszerzalność liniową;poprawić płynność itp.

2. Rodzaje i funkcje modyfikatorów wypełniaczy

Napełnianie i modyfikowanie PTFE włóknem szklanym, grafitem, dwusiarczkiem molibdenu, dwutlenkiem krzemu, tlenkiem glinu, proszkiem brązu, włóknem węglowym itp. Może poprawić jego twardość powierzchni, odporność na zużycie, odporność na pełzanie, wytrzymałość na zginanie, odporność. Kompleksowa wytrzymałość i stabilność wymiarowa.Twardość PTFE z dodatkiem włókna szklanego można ogólnie zwiększyć o 10%, a odporność na zużycie można zwiększyć ponad 500 razy.Odporność na pełzanie i opór przepływu na zimno są znacznie ulepszone i ulepszone;dodatek dwusiarczku molibdenu pomaga. Twardość i sztywność produktów PTFE poprawia się, a początkowe zużycie jest zmniejszone;PTFE wypełniony grafitem ma doskonałą odporność chemiczną, pełzanie przy ściskaniu i lepszą przewodność cieplną;PTFE wypełniony proszkiem miedzi może poprawić odporność na pełzanie defenestracji produktów, kompleksową wytrzymałość, twardość i stabilność wymiarową.

1. Szyna ślizgowa

Prowadnice ślizgowe są często podstawą montażu obrabiarek do cięcia metalu, instrumentów medycznych i wielu innych systemów i urządzeń, podstawą dokładności i podstawą pozycjonowania, czyli znakiem żywotności tych maszyn i stanowią ważny element maszyny.W przemyśle produkcji obrabiarek większość par szyn prowadzących obrabiarek to żeliwo-żeliwo, żeliwo hartowane w żeliwie, stal hartowana w żeliwie itp. Jednakże ze względu na swoje właściwości fizyczne współczynnik tarcia między metalami jest jest duży, nie jest odporny na zużycie, nie może pracować przy tarciu suchym, pełza przy małych prędkościach i małych przemieszczeniach.To pełzanie będzie miało wpływ na dokładność i precyzję posuwu obrabiarek, zwłaszcza precyzyjnych obrabiarek.Rzetelność.Zastosowanie wypełnionej prowadnicy PTFE znacznie poprawia stabilność obrabiarki przy niskich prędkościach.Ponieważ plastikowa szyna prowadząca ma właściwości zakopanych ciał obcych, w plastiku można osadzić opiłki żelaza i cząstki piasku, aby uniknąć własnego zużycia, zapobiec rysowaniu i zarysowaniu metalowej powierzchni oraz chronić szynę prowadzącą łóżka.PTFE zawierający proszek brązu i inne wypełniacze posiada doskonałe właściwości cierne.Po uformowaniu folii transferowej na powierzchni metalu współczynnik tarcia znacznie się zmniejsza, nośność folii transferowej znacznie się poprawia, a także wydłuża się efektywny okres użytkowania.Jeśli jest dopasowana do metalowej prowadnicy obrabiarki, jej współczynnik tarcia pozostaje stały wraz ze wzrostem prędkości poślizgu.Dlatego tego rodzaju szyna prowadząca wypełniona PTFE nie będzie powodować zjawiska pełzania przy niskiej prędkości i mikroposuwie, a także ma właściwości pochłaniania wibracji i amortyzacji.Współczynnik tarcia szyny prowadzącej PTFE wynosi 0,05 w przypadku tarcia suchego i 0,03 w przypadku smarowania olejowego, niezależnie od tego, czy szyna prowadząca obrabiarki zawiera olej smarujący, czy nie, jej ruch roboczy jest tak płynny, jak to możliwe.Gdy szyna prowadząca PTFE wymaga naprawy po zużyciu, prace konserwacyjne są bardzo pracochłonne i można je wymieniać.Łatwo jest zachować dokładność wymiarową.Zwłaszcza, gdy szyna prowadząca jest uszkodzona i wymaga naprawy, bardziej korzystne jest użycie plastiku do miejscowej naprawy.

2. Części cierne

Istnieje wiele części ciernych z PTFE powszechnie stosowanych w inżynierii mechanicznej, w tym łożyska, pierścienie tłokowe i koła zębate.PTFE jest idealnym materiałem na pierścienie tłokowe i jest szeroko stosowany w sprężarkach powietrza i sprężarkach wody.Pierścień tłokowy z PTFE działa jak pierścień ściskający, blokując ciecze lub gazy.Jest powszechnie stosowany w sytuacjach, w których nie można zastosować smarów lub w innych trudnych warunkach, takich jak silna korozja i wysokie wymagania bezpieczeństwa, może znacznie zmniejszyć zużycie i wielokrotne wytaczanie wewnętrznej ścianki cylindra. Liczba otworów wydłuża żywotność cylindra.Na przykład istnieje stacjonarny młot parowy, w którym pierwotnie zastosowano metalowy pierścień.Podczas produkcji na drugą zmianę w normalnych warunkach wewnętrzna ścianka cylindra zużywa się do 7-9ram po pół roku, metalowy pierścień jest wibrowany przez 2 do 3 tygodni, a czasami może pęknąć.Pierścień tłokowy zablokował wewnętrzną ściankę cylindra i cylinder wymagał wymiany.Przy stosowaniu przez miesiąc wypełnionego PTFE wewnętrzna ścianka cylindra zużywa się zaledwie o 2 mm, a po 10 miesiącach zużycie wynosi już tylko 3 mm, a żywotność wydłuża się 4 do 5 razy lub nawet dłużej.Prawie wszystkie pierścienie tłokowe pełnią rolę uszczelniającą w ruchu posuwisto-zwrotnym i często się uruchamiają, dlatego współczynnik tarcia statycznego musi być mały.Przy małych obciążeniach współczynnik tarcia statycznego PTFE jest od 25% do 75% niższy niż w przypadku pierścieni tłokowych wykonanych z innych materiałów.Im większe obciążenie, tym lepsza jego przewaga.Zapewnia to niezrównaną przewagę w zakresie lekkości początkowej i posuwisto-zwrotnej.Efektem jest zmniejszenie zużycia energii, zmniejszenie wibracji i hałasu, co sprzyja ochronie środowiska.Jednocześnie PTFE może być stosowany jako koła zębate i łożyska do elementów przenoszenia ruchu i przenoszenia mocy w szerokim zakresie warunków pracy i bardzo trudnych warunkach w lekkich tekstyliach, drukarstwie i farbiarstwie, papiernictwie i przemyśle spożywczym.

3. Uszczelki

Zastosowanie folii PTFE na powierzchni gumowego materiału uszczelniającego może poprawić odporność gumowej uszczelki na rozpuszczalniki i media, a cena jest stosunkowo niska.Stosowano go w wymaganiach uszczelniających w różnych trudnych sytuacjach.Wypełniony materiał uszczelniający FE ma doskonałą odporność na wysokie i niskie temperatury i jest obecnie głównym substytutem zastępującym tradycyjne azbestowe materiały uszczelniające.Wzmocniony włóknem węglowymUszczelka z PTFEmateriał charakteryzuje się wysoką wytrzymałością, wysokim modułem, odpornością na zmęczenie, odpornością na pełzanie, wysoką przewodnością cieplną, niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej i tarciem.Te kompleksowe właściwości nie mają sobie równych w żadnym rodzaju materiałów uszczelniających i są idealnymi, zaawansowanymi materiałami uszczelniającymi.

4. Części antykorozyjne

Zmodyfikowany PTFE ma dobrą stabilność chemiczną w stosunku do kwasów, zasad i soli powodujących korozję i może zastąpić ceramikę metalową w inżynierii antykorozyjnej, szczególnie nadaje się do zastosowań w wysokich temperaturach i przypadkach silnej korozji, takich jak sprzęt antykorozyjny, rury i armatura w zakładach chemicznych .Korozyjne materiały cierne, zawory, pompy, wymienniki ciepła, porowate płyty i materiały filtracyjne do mediów silnie korozyjnych, wykładzin i powłok sprzętu chemicznego.

5. Izolacja elektryczna

Zmodyfikowany PTFE jest szeroko stosowany jako warstwa izolacyjna dla walcówki, rur i taśm surowcowych.Jest również stosowany jako izolator różnych gniazd, wsporników, sprzętu mikrofalowego wysokiej częstotliwości i elektrod dla przemysłu elektrochemicznego.

6. Materiały budowlane

Tkanina szklana impregnowana dyspersją PTFE jest doskonałym materiałem budującym strukturę membrany.Charakteryzuje się doskonałą transmisją światła, co pozwala obniżyć koszty oświetlenia i klimatyzacji.Trwałość wynosi ponad 20 lat.Może obniżyć koszty malowania i czyszczenia.Czas budowy dużych dachów szkieletowych można skrócić.50%, może obniżyć koszt materiału dachu o 50%, a całkowity koszt budowy o 20%.Dlatego nadaje się na pokrycia dachowe zewnętrznych kortów, aren, stadionów, lodowisk, basenów, wystaw wielkopowierzchniowych, ogrodów zoologicznych i botanicznych, stacji komunikacyjnych itp.

7. Dodatki smarowe

W warunkach smarowania granicznego najskuteczniejszym sposobem zmniejszenia współczynnika tarcia jest dobór odpowiednich dodatków smarnych orazMaszyna do proszkowania PTFEjest powszechnie stosowanym dodatkiem stałym.Eksperymenty pokazują, że dodanie określonej ilości dodatków stałych do oleju silnikowego pozwala skutecznie zaoszczędzić około 5% oleju opałowego silnikowego.

8. Materiały do ​​maszyn rolniczych

Wykorzystując samosmarujące, twarde i odporne na zużycie właściwości wypełnionego PTFE, można go powszechnie przerobić na okładzinę płytową spychacza, łyżkę koparki i wewnętrzną wykładzinę przedziału wywrotki itp., aby poprawić wydajność i stabilność materiałów transportowych.

9. Materiały codzienne

Powierzchnia robocza żelaza pokryta PTFE jest odporna na zużycie i ma niski opór tarcia;wok i urządzenie do gotowania ryżu pokryte PTFE mają właściwości nieprzywierającej żywności;ostrze jest klejone lub inkrustowaneFolia PTFE, a ostrze jest napięte. Kiedy policzki się poruszają, opór na skórze jest niewielki i miękki.

10. Rozwój nowych zastosowań maszyn

Oprócz zastosowania i wyników badańMaszyny PTFEprzemysł, biorąc pod uwagę zarówno właściwości materiału, jak i strukturę, PTFE ma szerokie perspektywy w przemyśle maszynowym, przemyśle motoryzacyjnym, broni konwencjonalnej, statkach, lotnictwie i energetyce atomowej, medycynie, ochronie środowiska itp.